LabsLand este o rețea globală de laboratoare reale disponibile online. Studenții (în școli, universități și platforme de învățare pe tot parcursul vieții) pot accesa laboratoarele reale prin Internet, folosind laptopul, tableta sau telefonul lor.

Laboratoarele sunt fie în timp real (Arduino, FPGA...) situate în diferite universități din întreaga lume. În anumite domenii (Fizică, Biologie, Chimie), laboratoarele sunt Laboratoare Ultraconcurente LabsLand, astfel încât universitatea a înregistrat toate combinațiile potențiale ale ceea ce se poate face în laborator (în unele cazuri, câteva mii) și le pune la dispoziție într-un mod interactiv.

În fiecare caz, laboratorul este întotdeauna real (nu simulat) și disponibil prin Web (nu este nevoie să obțineți hardware, să vă ocupați de livrare, etc.).

Verificați cum funcționează o sesiune tipică de utilizator în următorul video:

Sumar

Pentru experimentare cu circuite analogice. Prin această unealtă, vei avea acces la propriul tău laborator de electronică. Utilizând interfața sa interactivă, poți folosi o placă de prototipare pentru a conecta componente și fire. Poți, de asemenea, să conectezi și să configurezi un generator de funcții și o sursă de alimentare. Odată ce circuitul este proiectat, poți lua măsurători utilizând multimetrul sau osciloscopul. Atât circuitele cât și măsurătorile sunt construite și luate în realitate: aceasta nu este o simulare. Un sistem bazat pe releu conectează componentele așa cum le-ai definit, rezultând în semnale și măsurători reale. Util pentru activități în electronică analogică, cum ar fi legea lui Ohm, legea lui Kirchoff, caracterizarea componentelor, învățarea despre instrumentație, tipuri de circuite etc.

 

Folosire și Instrumente

Laboratorul de Electronică LabsLand este foarte puternic și este bazat pe o interfață interactivă cu o apariție virtuală. Ca în laboratorul tradițional de electronică analogică, elevul are acces și control asupra unei serii de instrumente, care sunt următoarele: placă de prototipare, generator de funcții, sursă de alimentare, multimetru, osciloscop. Ei au, de asemenea, acces la un tăvița de componente, pe care le pot încorpora în circuitul lor.

Elementul principal este placa de prototipare. Elevii încep de obicei prin crearea circuitului lor aici. Pentru a crea un circuit, componentele vor fi trase de pe tăviță (în partea de sus a ecranului) pe placa de prototipare, și vor fi conectate folosind fire, accesibile prin bara de instrumente din partea dreaptă sus. Interfața este foarte interactivă, permițându-ți să adaugi, să muți și să elimini componente și fire liber.

Sistemul îți permite, de asemenea, să încarci și să salvezi circuite deja proiectate. Această caracteristică îți va permite să folosești circuite complexe ca punct de pornire dacă activitatea a fost proiectată astfel; sau să salvezi circuite fie pentru a le păstra, fie pentru a le trimite la sfârșitul unei activități.

De pe placa de prototipare, poți vedea mai mulți conectori pe laterale, care conectează circuitul precis cu restul instrumentelor. Etichetele de pe acești conectori sunt destul de descriptive, dar de exemplu, conectorii din stânga sus, grupați ca „DC Power”, unde scrie +5V, GND, -5V, conectează circuitul la sursa de alimentare.

Pentru a observa și configura un instrument, doar selectează-l din meniul de jos. De exemplu, făcând clic pe „DC Power” accesăm sursa de alimentare. Putem acționa asupra majorității comenzilor sale, și aceasta va avea un efect direct asupra circuitului și măsurătorilor (presupunând că am conectat corect circuitul).

Odată ce am proiectat și construit corect circuitul, și am configurat instrumentele, pentru a lua o măsurătoare vom apăsa butonul „Efectuează măsurătoare” din colțul din dreapta jos. Dacă circuitul este corect proiectat, după un scurt interval de timp, vom vedea rezultatul măsurătorii în instrumente. Dacă am fi făcut o greșeală sau dacă circuitul nu a fost posibil de construit fie din motive de siguranță, fie pentru că nu este susținut; am vedea un mesaj de eroare.

Atunci când luăm o măsurare a unui circuit, vom vedea sub interfață două fotografii în timp real ale echipamentului în momentul în care ia măsurătoarea. În intervalul de timp în care este luat, circuitul este configurat fizic folosind releele. Starea sa poate fi uneori observată prin intermediul LED-urilor indicatoare.

 

Catalogul de Circuite

Caracteristica principală a laboratorului de Electronică LabsLand este că nu este o simulare: circuitele sunt construite în mod genuin folosind relee, toate componentele încorporate în circuite (rezistori, diode, condensatoare...) sunt reale, iar măsurătorile sunt luate folosind instrumente reale. Acest lucru îl face un laborator extrem de realist și puternic, dar în același timp implică anumite limitări inevitabile.

Pentru început, laboratorul trebuie să suporte (să încorporeze fizic) componenta specifică care va fi utilizată. Poți vedea care componente sunt încorporate în tăvița de componente. Mai mult, dacă dorești să folosești mai mult de una de același tip de componentă, sistemul trebuie să aibă un număr adecvat. În plus, pentru siguranță, sistemul este proiectat să nu permită orice tip de interconexiune. Scurtcircuite sau circuite care ar depăși puterea susținută de componente, de exemplu, nu pot fi construite. Circuitele care nu au fost aprobate pentru siguranță nu pot fi construite de asemenea.

Din această cauză, pentru a putea proiecta activități pentru clasă și a folosi Laboratorul de Electronică didactic în practică, furnizăm și recomandăm folosirea Catalogului de Circuite pe care îl oferim. Catalogul de Circuite LabsLand listează un set mare de circuite pe care le garantăm că pot fi construite și utilizate în siguranță, și care sunt de obicei utile în diversele cursuri pentru care este folosit Laboratorul de Electronică.

Prin proiectarea activităților pentru clasă în jurul circuitelor din catalog, vom evita problema potențială ca un circuit arbitrar să nu fie susținut, fie din motive de siguranță, disponibilitate a componentelor sau pur și simplu pentru că nu poate fi verificat că este valid să-l construim.

Poți accesa catalogul prin acest link: https://labsland.com/pub/docs/experiments/hive/en/index.html și de asemenea este listat în secțiunea de conținut.

Catalogul include secțiuni cu circuite pentru:

• Rezistori
• Diode
• Circuite RC
• Circuite RLC
• Amplificatoare Operaționale
• Tranzistoare

Întregim constant catalogul. Dacă ești interesat de un tip de circuit care crezi că ar putea fi util, nu ezita să ne contactezi. Deși nu putem garanta că îl vom adăuga, îl putem analiza și eventual încorpora în reviziile viitoare.

 

Operațiune Internă

Laboratorul de Electronică LabsLand este compus din mai multe „Hive” distribuite în diferite instituții de pe planetă, funcționând ca un „cluster” pentru a furniza circuite și măsurători utilizatorilor.

Când proiectezi un circuit, circuitul nu este construit fizic, și măsurătorile nu sunt luate până când nu este apăsat butonul Take Measurement. În acel moment, un nod distribuit este atribuit, care în mod instantaneu construiește circuitul, ia măsurătorile necesare și returnează rezultatul. Nodul specific care a luat o măsurătoare poate fi observat în interfață, prin cele două fotografii în timp real. Fiecare măsurătoare poate fi direcționată către un nod diferit: acesta este motivul pentru care vei vedea ocazional că imaginea și furnizorul ultimei măsurători variază frecvent dacă sunt luate mai multe.

Intern, fiecare nod este o cutie care conține mai multe instrumente și mai multe plăci proiectate de LabsLand cu relee și componentele care vor forma circuitul. Documentul "Hive Node Reference Documentation" explică în detaliu funcționarea internă a nodurilor, precum și scopul fiecărui tip de placă internă.

Nodurile sunt proiectate astfel încât instituția care le găzduiește să poată adăuga noi circuite dacă dorește și să le personalizeze. Acest lucru este de asemenea detaliat în manual.

 

Echipament

Echipamentul pentru acest laborator (adică, nodurile menționate anterior) a fost proiectat de LabsLand și este disponibil pentru vânzare pentru a fi implementat în instituții. Instituțiile, prin achiziționarea și implementarea echipamentului în propriile facilități, obțin diverse beneficii; printre care, capacitatea de a efectua cercetări folosindu-le, și capacitatea de a crea și personaliza circuite.

Pentru informații despre cum puteți achiziționa hardware-ul, puteți vizita pagina noastră: https://labsland.com/en/hardware

 

Aplicare în Educația Secundară și Universitară

Laboratorul de Electronica LabsLand este o resursă educațională extrem de valoroasă atât pentru educația secundară, cât și pentru cea universitară.

Laboratorul oferă o platformă sigură și interactivă pentru a explora fundamentele electronicii analogice. Elevii pot învăța despre concepte de bază, precum Legea lui Ohm și Legea lui Kirchoff, prin experimentare cu circuite reale, ceva ce ar fi de obicei limitat sau chiar ieșit din posibilitatea lor. De asemenea, pot câștiga experiență practică cu instrumentele de laborator, cum ar fi osciloscoapele și multimetrul, care sunt esențiale în domeniul ingineriei electronice și electrice.

Laboratorul poate fi utilizat pentru a consolida și extinde conceptele introduse în clasele de electronică și pentru a experimenta cu componente mai complexe, cum ar fi amplificatoarele operaționale și tranzistoarele, și pentru a proiecta propriile circuite pentru analiză și simulări.